암호화 통신 모듈에 대한 C# 용 클라이언트 라이브러리 개발

암호화 통신 C#용 라이브러리 개발

이전에 필자는 자바 기반에서 동작되는 암호화 통신 라이브러리를 개발하였습니다. 자바끼리 통신은 잘 되지만, 실제 자바에서 서버를 구축하고 클라이언트로 C# 등을 사용하는 경우가 제법 많았습니다. 필요에 따라서 C#에서도 암호화 서버에 접속해야 할 상황이 생기게 되었고, 실행에 옮겼습니다.

문제

하지만, 문제가 하나 존재했는데 바로 언어가 다르다는 점 입니다. 물론 자바 기반의 라이브러리를 별도 도구를 사용해 C#과 함께 자바 런타임 내에서 돌아가도록 작성해주는 도구가 있는 것 같지만 런타임에 의존한다는 문제가 존재할 것 같았습니다. 따라서 직접 C#에서도 구현을 하기로 결정합니다.

개발

기본적으로 자바 소스코드 형태와 C#의 소스코드 형태는 유사하므로 클래스 관계 역시 유사하게 구성했습니다.

위와 같은 클래스 구성이 존재했다면, C#에서는 다음과 같이 클래스를 구성하였습니다.

다만 내부 built-in 메소드 및 클래스는 확실하게 다르기 때문에 별도 메모리를 관리하거나 처리하는 부분은 모두 수정해 주었습니다.

예를 들어, Java에서 메모리 스트림을 관리하기 위해 ByteArrayInputStream을 사용하면 되지만 C#에서는 ByteArrayInputStream이 존재하지 않기 때문에, MemoryStream으로 처리를 진행하도록 포팅합니다.

Java 내 메모리 스트림 관리

C# 내 메모리 스트림 관리

또한, C#에서의 바이트 처리 방법과 Java에서의 바이트 처리 방법이 사소하게 다른 부분, 엔디안 처리가 다른 부분을 고려해 다시 역으로 뒤집는 작업등을 진행 해 주었습니다.

AES 암호화 부분도 간단하지는 않았습니다. 자바에서는 GCMParameterSpec로 처리하는 경우 ChipherText 뒤에 자동으로 태그가 붙지만, C#에서는 그러지 않았습니다. 따라서 직접 붙이고 관리해주는 메소드를 구현하였습니다.

제일 크게 골치 아픈 부분이었습니다. 안전한 암호 통신을 위해서는 RSA 암호화/복호화 작업을 진행해야 하는데, C#에서 암호화한 자료를 자바에서 복호화하기 위해서는 키의 규격이 동일해야 합니다. 즉 자바에서는 이러한 구조로 만들어진 공개키 bytes를 C#에 무조건 집어넣으면 잘못된 암호화를 진행할 수 있습니다.

특히 본인은 자바에서 X509EncodedKeySpec을 통해 공개키를 처리하는데, C#에서의 X509Certification으로는 처리가 되지 않았습니다. 찾아보니 나열 방식이 다르고 이 클래스에서는 해당 X509 방식 이전에 나열 방식이 지원되지 않는다고 들었고, 별도의 라이브러리를 사용해야 하거나 Modulus 또는 Exponents 를 추출하는 메소드를 사용해야 한다고 했습니다. 많은 고민 끝에, 자바에서 바로 Modulus 와 Exponents 를 추출해주는 메소드가 built-in으로 있었고, 해당 부분을 활용하여 직접 Array를 구성한 뒤 Base64Encoded 로 String화 하여, C#에 전송, 처리하도록 구현했습니다. 결과적으로 자바 기반에서 동작되는 라이브러리와 C#에서 동작되는 라이브러리가 받는 공개키 규격이 다르게끔 구현하였습니다. 다만, 공개키 규격이 다를 뿐, 같은 암호 정보를 가르킵니다.

테스트

먼저 서버를 열어봅니다.